Сектор археологической теории и информатики Института Археологии и Этнографии СО РАН

Сибирское отделение Российской Академии Наук

Сектор археологической теории и информатики

Института Археологии и Этнографии СО РАН



 

История информатики
 

КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Одной из характерных черт современного научного познания является проникновение методов и приемов, понятийного аппарата, технических и технологических средств естественных и точных наук (математики, информатики и др.) в сферу гуманитарного знания, в частности, в археологию. Подобные интеграционные процессы привели сегодня к синтезу новых смежных дисциплин (математическая лингвистика, социометрия, археологическая и историческая информатика и др.).

 На пути своего становления и развития археологическая информатика пережила довольно сложную историю, в ходе которой отношение к математическим методам в археологии было различным (от безусловной поддержки до открытого скепсиса: зачем это нужно, если и без этого можно обойтись). Порой дело доходило до обвинений в бездумном заимствовании методов "новой археологии", вульгаризации истории и выхолащивании духа исторического исследования.

Начиная с 60-х гг. немногочисленная группа энтузиастов в СССР, несмотря на острые дискуссии, активно занималась поисками преимуществ использования количественных методов в археологической науке. Одним из главных аргументов в пользу применения информационных подходов была идея о том, что археологу нужно не только выступать интуитивным аналитиком первичной информации археологических источников, но и порождать информацию вторичную (производную, интегрирующую исходные сведения).

В истории сектора археологической теории и информатики можно выделить четыре периода:

1) эмбриональный период – эра больших ЭВМ (1985-1990 гг.);

2) неформальный (т.е. на общественных началах) – в эру IBM PC
(1990-1993 гг.);

3) формационный (1993-1995 гг.);

4) период зрелости (1995-2005 гг.).

Каждый новый этап был обусловлен рядом обстоятельств и причин:

– объективными и субъективными факторами (связанными с развитием электронно-вычислительной техники и технологий обработки все более возрастающего потока информации),

– отчетливо выраженными тенденциями к интеграции научного познания;

– попытками самих археологов более точно фиксировать тенденции и закономерности изучаемых явлений и процессов, привлекая новейшие методики и технический инструментарий для обработки ранее невостребованных или малоизученных массовых археологических источников для того, чтобы дать на более высоком системном уровне детализированную адекватную трактовку данных.

На первом этапе в Институте истории, филологии и философии СО АН СССР при поддержке и непосредственном участии директора института академика А.П. Деревянко сложился (на общественных началах) неформальный научный коллектив исследователей-энтузиастов в области применения методов информатики в археологии, включающий специалистов разного научного профиля:

археологов (А.П.Деревянко, Ю.П.Холюшкин),

математиков из сектора информатики социальных процессов ИИФФ СО РАН (А.Ф.Фелингер, В.Т.Воронин),

науковедов (Е.Д.Гражданников),

программистов (Д.Малев-Ланецкий).

Целью деятельности этого неформального коллектива была разработка и реализация комплексного проекта в области информатизации научных исследований в археологии, определившего основные направления деятельности будущего сектора археологической теории и информатики: теоретическое, науковедческое и математико-статистическое. Согласно концепции проекта, всемирная история – это единая система, в которой все периоды взаимосвязаны между собой так, что для прогнозирования ближайшего будущего необходима информация обо всей предыдущей истории. Результатом ее реализации должен был быть новый вид научной продукции – системные модели всемирной истории, позволяющие делать прогнозы, которые могли быть использованы руководящими органами страны.

В рамках этого проекта были предприняты и в значительной мере реализованы масштабные исследования. Так, А.Ф.Фелингером была развернута разработка единой теории социальных процессов, к сожалению, не завершенная из-за его преждевременной кончины в 1992 году. Совместными усилиями Е.Д.Гражданникова и Ю.П.Холюшкина были начаты пионерные разработки системной классификации археологической науки, основных археологических понятий и системной периодизации истории. В.Т.Ворониным была разработана теория динамики социальных процессов.

В области науковедения начаты исследования количественных и качественных характеристик кадровой составляющей археологической науки.

В области статистического анализа обработки археологических материалов была разработаны алгоритмы и программы кластерного анализа с информационной метрикой для полупроводниковых ЭВМ БЭСМ-6 и ЕС-1050, использованные для обработки массового археологического материала из 300 палеолитических памятников Евразии. Обработка данных выполнена на вычислительных мощностях ВЦ СО АН СССР и ИЭиОПП СО АН СССР.

Завершился этот период изданием четырех монографий:

Фелингер А.Ф. Статистические алгоритмы в социологических исследованиях. Новосибирск: Наука, 1985.

Деревянко А.П., Фелингер А.Ф., Холюшкин Ю.П. Методы информатики в археологии каменного века. Новосибирск: Наука, 1989;

Воронин В.Т. Динамика социально-экономического развития: анализ временных лагов. Новосибирск: Наука, 1989.

Гражданников Е.Д., Холюшкин Ю.П. Системная классификация социологических и археологических понятий. Новосибирск: Наука, 1990.

Кроме того, был организован выпуск серии методических сборников по археологическим реконструкциям (1985, 1988, 1989).

Второй этап совпал с началом микрокомпьютерной революции в нашей стране. Персональные компьютеры (ПК), пришедшие на смену "большим" ЭВМ, позволили археологам значительно расширить сферы применения новых информационных технологий в археологической науке.

Благодаря появлению новых программно-технических средств (сканеров, систем управления базами данных (СУБД), мультимедиа-систем и т.д.) новый импульс получили исследования по истории культуры, искусства, археологии, этнографии, музееведения и т.п. Широкому международному сотрудничеству археологов разных стран, использующих компьютеры в своей работе, способствовала "электронная почта" и доступ к информационным ресурсам глобальной сети Internet.

В течение этого периода усилиями участников проекта были намечены контуры общей концепции развития компьютерных технологий, определены ближайшие и перспективные задачи. В начале периода (1990 г.) у коллектива появился персональный компьютер АТ 286 и матричный принтер. В этот же период по инициативе академика А.П.Деревянко в Институте археологии и этнографии СО РАН создается компьютерный зал из 3 ПК-286. Продолжились работы над системной классификацией археологии. Для обработки археологических материалов была разработана новая версия программы кластерного анализа с информационной метрикой для персональных компьютеров. Освоены статистические пакеты SPSS и Statgrafics для МS DOS.

В этот же период продолжался выпуск серии методических сборников по археологическим реконструкциям (1991).

Ю.П.Холюшкиным была защищена докторская диссертация "Новые направления в изучении палеолита Северной Азии".

В начале третьего этапа (в 1993 г.) приказом директора Института академика А.П.Деревянко при секторе палеолита была сформирована неструктурная группа информатики (руководитель группы д.и.н. Ю.П.Холюшкин). В состав группы вошли два участника неформального коллектива (к.э.н В.Т.Воронин и Д.В.Малев-Ланецкий), молодые математики (недавние выпускники Новосибирского госуниверситета Д.Н.Горячев, Д.В.Екимов, Е.В.Коптева, В.В.Щипунов) и неформальный коллектив опытных математиков-статистиков под руководством к.т.н. П.С.Ростовцева (В.С.Костина, Н.В.Смирновой, Ю.Г.Корнюхина). Тогда же в ведение группы был передан компьютерный зал.

Перед группой были поставлены три круга задач:

1) внедрение новых компьютерных технологий в археологию и этнографию и информационное обеспечение исследований;

2) информационное обслуживание института (электронная почта, факсгейт, компьютерная подготовка документов);

3) обучение и эффективное обслуживание сотрудников института.

Для выполнения этих задач для неструктурной группы было закуплено новое оборудование, произведена модернизация компьютеров общего зала и на основе этой технической базы создана локальная сеть с выделенным сервером, объединившая 9 компьютеров AT-486. Усилиями Ю.П.Холюшкина и В.Т.Воронина была обеспечено бесплатное для сотрудников Института пользование электронной почтой, первоначально за счет IREX, а с 1995 года за счет НГУ.

Одним из важных результатов периода 1993-1995 гг. являются разработка базовых алгоритмов и программ для персональных ЭВМ, предназначенных для использования в археологических исследованиях. Здесь следует выделить алгоритмы и программы по анализу структуры и типологического группирования (разработчики: к.т.н. П.С.Ростовцев, Ю.Г.Корнюхин, В.С.Костин, Н.Ю.Смирнова). Этот программный комплекс, созданный в 1994 году, многократно применялся в анализе данных по археологическим палеолитическим комплексам. В.В.Щипунов и Е. В.Коптева разработали алгоритмы и программу кластерного анализа, использованные для классификации бифасов. Г.Ю.Жилицкая разработала вычислительные схемы реализации традиционных алгоритмов статистического анализа данных применительно к потребностям археологических исследований (методы оцифровки, регрессионного, кластерного и факторного анализа, построение доверительных интервалов, методы сравнения эмпирического и теоретического распределений). Д.В.Горячев разработал компьютерную технологию элиминации масштабной сетки в процессе обработки графических полевых документов (планов и стратиграфических проекций, изображенных на миллиметровой бумаге). К.э.н. В.Т.Воронин разработал алгоритмы и программы интерполяции табличных данных методами монотонных параболических сплайнов.

Наиболее значимые результаты были получены в 1995 г. Так, творческий коллектив сектора занял 3 призовое место в тендере по созданию типового варианта локальной сети для гуманитарных институтов и учреждений Академгородка. В качестве награды за это достижение Президиум СО РАН безвозмездно передал на баланс института два мощных по тому времени компьютера АТ 486.

В этом же году коллектив сотрудников группы (д.и.н. Ю.П.Холюшкин – руководитель проекта, к.т.н. П.С.Ростовцев, к.э.н. В.Т.Воронин, Г.Ю.Жилицкая) при финансовой поддержке Российского гуманитарного научного фонда выполнил комплексные исследования по инициативному проекту "Математический анализ форм и типов неоднородности в археологии палеолита Евразии" (проект № 95-06-17511).

Основные итоги этого периода нашли отражение в публикациях сотрудников группы:

Методология и методика археологических реконструкций. Новосибирск, 1994. – 20 п.л.;

Методы естественных наук в археологических реконструкциях. Часть  I, Новосибирск, 1995. – 20 п.л.;

Методы естественных наук в археологических реконструкциях. Часть II, Новосибирск, 1995. – 20 п.л.;

Математические методы в археологических реконструкциях. Новосибирск, 1995. – 20 п.л.

Четвертый период в истории подразделения начался 4 декабря 1995 года, когда Ученый совет Института археологии и этнографии принял решение о преобразовании группы информатики в сектор археологической теории и информатики для разработки новых компьютерных технологий в археологии и этнографии и информационного обеспечения исследований. 1996-й – первый год истории сектора, год становления, оказался наиболее тяжелым, можно сказать, кризисным для научного подразделения. К этому моменту вся компьютерная техника в зале и в помещении сектора морально и физически устарела, участились сбои и аварии компьютеров и внешних устройств. Резко ухудшилась работа электронной почты. По финансовым причинам сектор покинула большая часть программистов первого состава.

Однако в течение этого же года коллектив сектора при финансовой поддержке РГНФ выполнил исследования "Математический анализ позднепалеолитических культур Северной Азии и корреляция их с синхронными культурами Евразии" (проект № 96-01-00146), участники: д.и.н. Ю.П.Холюшкин – руководитель проекта, к.т.н. П.С.Ростовцев, к.э.н. В.Т.Воронин, программист Г. Ю. Жилицкая. По материалам исследований подготовлена научная монография, издание которой из-за недостатка финансовых ресурсов пришлось отложить к началу 1998 года. Кроме того, в 1996 году европейский комитет по Интернет (RIPE) зарегистрировал локальную сеть Института как локальную сеть класса C2 и выделил для нее солидную адресную сетку из 256 IP-адресов. Эти результаты инициативы сектора дали Институту возможности прямого доступа к ресурсам Интернет через выделенную линию. В конце этого года была создана первая версия сайта Института археологии и этнографии СО РАН.

В 1997 году многие сотрудники Института, в том числе и сотрудники сектора археологической теории и информатики, выиграли гранты российских и зарубежных научных фондов. Грантовая поддержка позволила исследователям приобрести большое количество компьютеров для своей научной работы. Для научно-инженерной работы с новой компьютерной техникой из состава сектора были переведены в наиболее мощные подразделения Института квалифицированные программисты, имеющие опыт работы по археологической тематике: Д.В.Екимов, Е.В.Рыбина и Т.Л.Криштофор. На смену им в сектор пришли выпускники технического факультета НГУ К.В.Штабной, В.В.Воробьев, А.М.Скопин, И.Ю.Творогова, а затем А.Г. Микшин. С их приходом стала возможной реализация новых идей и замыслов. Для этих целей за счет финансовой поддержки РГНФ и РФФИ в секторе были приобретены 5 компьютеров Pentium различной мощности. В связи с существенным ростом компьютерного парка в Институте и приобретением большого числа компьютеров в его научных подразделениях необходимость в компьютерном зале отпала.

Приобретение емкой сетки IP-адресов и новая компьютерная база позволили создать в течение года новую конфигурацию локальной сети в Институте. Будучи вначале фактически локальной сетью одного подразделения, связывающей его компьютеры в сетевой комплекс, она в результате реконструкции превратилась в общеинститутскую телекоммуникационную систему общего назначения. Эта реконструкция была осуществлена за счет средств от научных грантов, полученных сотрудниками сектора археологической теории и информатики.

В новой конфигурации к локальной сети, помимо компьютеров научных подразделений института, были подключены приемная директора, подразделения ученого секретаря, плановый отдел, редакционно-издательский отдел и бухгалтерия. Для устойчивой и надежной работы локальной сети Института также за счет грантов сектора было приобретено лицензионное сетевое программное обеспечение. В 1998 году выполнен комплекс мероприятий по совершенствованию управления сетью и обеспечения внешней безопасности (администратор сети – К.В.Штабной). Была создана служба технического обслуживания компьютерной техники.

В 1999 году решением дирекции Института обязанности администрирования локальной сети и ведения сайта Института, возложенные на сотрудников сектора, были переданы в сектор палеолита. Теперь, хотя половина компьютеров сети, по-прежнему, обслуживалась специалистами сектора, у коллектива появилась возможность переключиться на задачи, на которые первоначально нацеливали сектор при его образовании, но для решения которых реальных возможностей было мало.

В период с 1997 по 2005 год в секторе в основном были завершены разработки системной классификации археологии, разработана концепция статистической обработки археологических материалов с целью обнаружения закономерностей, учитывающих специфику археологической информации. Были определены наиболее адекватные методы анализа археологических данных, характеризующихся разнотипностью, малым объемом выборки, большим числом пропусков, слабой структурированностью, создано алгоритмическое и программное обеспечение для решения указанных задач. Были разработаны и для свободного открытого доступа выложены в Интернет масштабные информационные ресурсы: информационный центр института, сайт "Сибирика", портал "Гуманитарная паутина", ряд информационных систем.

Эти наработки не остались незамеченными в Сибирском Отделении РАН. Уже в 1998 году разработки сектора были включены в целевую программу создания и развития информационных ресурсов "Электронная библиотека Сибирского отделения РАН". В ее рамках была разработана и осуществлена программа "Электронные ресурсы сибирской и мировой археологии и этнографии" (руководитель – доктор исторических наук Ю. П. Холюшкин). В 2005 году основной ресурс сектора (сайт "Сибирика" – http://www.sati.archaeology.nsc.ru/sibirica/news/index.html) включен в список основных ресурсов создаваемого к 50-летию СО РАН Виртуального музея науки и техники СО РАН.

Юбилейный для Института (15 лет) и для сектора (10 лет) 2005 год завершился созданием ряда ресурсов:

1. Официальный сайт Института археологии и этнографии СО РАН (http://www.archaeology.nsc.ru/);

2. Система годовых отчетов;

3. Была начата разработка Виртуального музея "История и культура народов Сибири и Дальнего Востока" .  Согласно поекту предполагалось создание музейного портала, обеспечивающего        соответствие стандарту международной организации по стандартизации ISO № (Z39.50) по хранению информации о культурном наследии – № (СIMI),  а так же связь с VRML-версией музея, картографической и библиографической системой.

Проект готовился в рамках создаваемого музея науки и техники СО РАН. Начатая в 2005 году инициативная разработка сектора из-за отсутствия финансирования и грантовской поддержки в 2006 году заморожена!!! Возобновление этого проекта в настоящее время возможено лишь при спонсорской поддержке.